Transport pneumatyczny surowców sypkich

2/2005
Transport pneumatyczny
surowców sypkich
Transport pneumatyczny stosuje się do przesyłania surowców (chemikaliów, półproduktów,
tworzyw sztucznych, itp.) w wielu zakładach branży chemicznej. Jest to nowoczesny i bardzo
elastyczny w zabudowie rodzaj transportu surowców. Szczególnie nadaje się do wszelkiego
rodzaju modernizacji, ponieważ ułożony rurociąg potrzebuje najmniej miejsca ze wszystkich
urządzeń transportowych.
Rys. 2. Schemat instalacji transportu
podciśnieniowego
P
rzez transport pneumatyczny surow- inżektory, zasilacze śluzowe, zasilacze
ców sypkich rozumie się ruch cząste- (podajniki) komorowe
czek surowca spowodowany ruchem  rurociągów transportowych, które stacząsteczek gazu (z reguły powietrza) w ruro- nowią rury, złączki rurowe (kołnierze),
ciągu. Ruch powietrza powstaje w wyniku łuki, rozdzielacze dwu- i wielodrogowe,
różnicy ciśnień pomiędzy początkiem trans- dosilacze
portu (nadawą), a końcem transportu  urządzeń odbierających, czyli cyklonów,
(odbiorem). W zależności od sposobu poda- filtrów, filtrocyklonów.
nia (wymieszania) produktu z powietrzem,
W zależności od rodzaju surowca i typu
mamy do czynienia z transportem fluidyza- transportu stosuje się różne kombinacje
cyjnym lub z transportem z unoszeniem fazy wymienionych urządzeń. Poprawny dobór
stałej. Podczas transportu fluidyzacyjnego wszystkich składników daje w efekcie hercząsteczki materiału sypkiego najpierw metyczną instalację transportową pracuzostają „upłynnione” strugą przepływające- jącą niezawodnie i prawie bezobsługowo.
go gazu, a następnie transportowane. NapoInstalacja transportu pneumatycznego
wietrzony surowiec zachowuje się podobnie prowadzonego za pomocą zasilacza (podajjak ciecz (wypływa nawet przez mały otwór, nika) komorowego składa się ze zbiornika
a powierzchnia swobodna przyjmuje poło- z surowcem, zasilacza komorowego z przeżenie poziome). Podczas transportu z uno- pustnicą zamykającą i własnym układem
szeniem fazy stałej, cząsteczki surowca są sterowania, rurociągów z dosilaczami, siloporywane przez ruch cząsteczek powietrza.
sa odbiorowego z filtrem (rys. 1). Dosilacze
Transport pneumatyczny stosuje się do:
służą do dodatkowego doprowadzenia
 rozładunku autocystern i cystern kolepowietrza do rurociągu transportowego.
jowych
Stosuje się je na dłuższych trasach w celu
 transportu międzyoperacyjnego pomięwspomagania transportu. Dzięki zastosodzy silosami magazynowymi a produkcją
waniu dosilaczy można obniżyć również
 transportu pomiędzy poszczególnymi
ciśnienie powietrza transportującego, a tym
węzłami produkcyjnymi
samym obniżyć prędkość surowca.
 transportu gotowego produktu do urząW zależności od rodzaju ciśnienia wyróżdzeń pakujących.
Kolejne etapy transportu Rys. 1. Schemat instalacji transportu pneumatycznego
pneumatycznego obejmują:
wymieszanie produktu
z gazem transportującym
(powietrzem) w urządzeniu
podającym, transport rurociągami oraz oddzielenie
frakcji stałej od gazowej na
końcu rurociągów.
Instalacja transportu
pneumatycznego składa się z:
 źródła powietrza (gazu),
np. dmuchaw, kompresorów, pomp próżniowych
 urządzeń podających,
którymi mogą być ssawy,
20 rynek CHEMICZNY
nia się dwa zasadnicze typy transportu: podciśnieniowy i nadciśnieniowy.
Transport podciśnieniowy (ssący)
W typowym układzie transportu pneumatycznego ssącego (rys. 2) pompa próżniowa (4) znajduje się na końcu, a zassanie
powietrza (1) na początku instalacji.
W zależności od surowca układem zasypowym (2) może być inżektor, ssawa lub
zasilacz śluzowy. Rozkład ciśnień w rurociągu jest przedstawiony pod schematem
instalacji.
Transport podciśnieniowy stosuje się
z reguły dla mniejszych wydajności i odległości transportowych. Jego zaletą jest to,
że w przypadku nieszczelności układ
zawsze zasysa powietrze do środka, a nie
pyli na zewnątrz.
Transport
nadciśnieniowy
(tłoczący)
Schemat typowej instalacji
transportu nadciśnieniowego
z zasilaczem śluzowym jako
układem podającym surowiec (2) przedstawia rys. 3.
Źródło powietrza, w tym
wypadku dmuchawa (1),
znajduje się na początku,
a filtr na końcu instalacji
transportowej. W zależności
od wymagań (wydajność,
odległość, rodzaj surowca),
www.rynekchemiczny.com.pl
2/2005
Rys. 3. Schemat instalacji transportu
nadciśnieniowego
na rysunku 4 rozwiązaniu, zasilacz śluzowy
powinien mieć podzielony kołnierz wlotowy
(na część zasypową i część odpylającą). Surowiec doprowadzany jest króćcem (1), natomiast powietrze odprowadzane jest poprzez
zaopatrzony w filtr króciec (2). W niektórych
urządzeniach można odbierać powietrze
wprost z obudowy zasilacza śluzowego.
Instalacje transportowe z zasilaczem
komorowym
Rys. 4. Zasilacz śluzowy
układem zasypowym może być zasilacz
śluzowy lub zasilacz (podajnik) komorowy. Pod schematem przedstawiony jest
rozkład ciśnień w rurociągu.
Transport nadciśnieniowy stosowany
jest w wielu procesach technologicznych.
Urządzenia podające
Instalacje transportowe z zasilaczem
śluzowym
Zasilacz śluzowy jest to urządzenie mechaniczne, z obracającym się wirnikiem, podające surowiec wprost do rurociągu transportowego. Stosuje się go zarówno do instalacji
podciśnieniowych, jak i nadciśnieniowych.
W przypadku instalacji z zasilaczem śluzowym ciśnienie w rurociągu nie powinno
być wyższe niż 0,8 bar (1,1 bar przy uszczelnionej konstrukcji zasilacza). Ograniczenie
to stosuje się ze względu na przedmuchy
powietrza przez zasilacz, które są tym większe, im większe jest ciśnienie w rurociągu.
Aby poradzić sobie z niekontrolowanym
przedmuchem (powietrze powracające z wirnikiem przeszkadza w zsypywaniu się surowca do zasilacza, co utrudnia osiągnięcie założonej wydajności) należy stosować układy
odprowadzenia powietrza przedmuchu
w sposób kontrolowany. W przedstawionym
[email protected]
Transport nadciśnieniowy z zastosowaniem zasilaczy (podajników) komorowych
jest najbardziej uniwersalnym typem
transportu pneumatycznego. Charakteryzuje się długą żywotnością instalacji,
małym zużyciem powietrza i dużym
współczynnikiem koncentracji (jeden
kilogram powietrza umożliwia transport
kilkudziesięciu kilogramów surowca).
Transportowany surowiec można bilansować np. umieszczając podajnik komorowy
na wadze platformowej (rys. 5).
Zasadę transportu za pomocą zasilaczy (podajników) komorowych przedstawia schematycznie rysunek 6.
Poprzez odpowiednie sterowanie zaworami powietrza (i ew. dodatkowymi zaworami surowca) można uzyskać tzw. transport
„korkowy”. Charakteryzuje się on przepływem surowca w postaci „korków” rozdzielonych „korkami” powietrza (rys. 7). Surowiec transportowany jest pełnym przekrojem rurociągu z niewielką prędkością, dzięki czemu nie ma przedmuchów powietrza,
które mogłyby zabrać np. lekkie frakcje.
Dzięki niewielkim prędkościom nie
następuje degradacja ziaren transportowanych substancji (pękanie, kruszenie się,
tworzenie się tzw. „anielskich włosów”),
co jest bardzo ważne w przypadku surowców tracących swoje właściwości po rozdrobnieniu. Dużo mniejsze jest również
Rys. 5. Podajnik komorowy
rynek CHEMICZNY 21
2/2005
1
2
3
4
elektrycznych pojawiających się wskutek
ruchu surowca w rurociągu.
Urządzenia odbierające
Rys. 6. Schemat transportu za pomocą zasilaczy komorowych.
1) Stan gotowości do pracy. Zasilacz (podajnik) komorowy jest pusty, wszystkie zawory są pozamykane, a w podajniku nie ma ciśnienia. 2) Stan zasypywania surowca. Przepustnica główna jest otwarta, zawór odpowietrzający jest
otwarty, a wszystkie zawory powietrza są pozamykane. 3) Stan pracy. Przepustnica główna jest zamknięta. Zawór
odpylający jest zamknięty, a zawory doprowadzające powietrze są otwarte. 4) Stan odpylania. Otwarty jest tylko
zawór odpylający. Otwarcie tego zaworu przed kolejnym cyklem daje pewność, że w zasilaczu nie ma ciśnienia,
które mogłoby spowodować wydmuchanie surowca przez silos po otwarciu przepustnicy głównej.
Rys. 7. Transport „korkowy”
zużycie elementów rurociągów (szczególnie łuków). Transport „korkowy” można
stosować do przesyłu mieszanin. Po transporcie skład mieszanki jest zachowany,
gdyż lekkie i cięższe frakcje nie rozwarstwiają się.
Na rysunku 8 przedstawiającym zdjęcia
wykonane pod mikroskopem (powiększenie 1:1000) widać wpływ prędkości transportu pneumatycznego na degradację ziaren surowców, w tym wypadku pigmentu.
Transport pneumatyczny tego typu ma
jeszcze jedną zaletę. Powoduje niewielkie
zużycie gazu transportowego, dzięki
czemu można stosować nie tylko powietrze, ale również inne gazy. Na przykład,
ze względu na skłonności surowców do
wybuchania, bądź odbarwiania się, dość
często używany jest azot. Niektóre granulaty przed zakończeniem cyklu produkcyjnego mogą zmieniać odcień pod wpływem tlenu, a to obniża ich jakość. Azot
po transporcie może uchodzić do atmosfery lub być zawracany do transportu
(dodatkowo filtrowany i sprężany).
Przykładem transportu za pomocą niewielkich ilości azotu może być bezpośrednie podawanie surowców wprost do reaktora chemicznego (rys. 9). Surowiec
pobierany z kontenera lub big baga może
być dodatkowo odważony i przetransportowany pneumatycznie do reaktora.
Rurociągi transportowe
Rurociągi transportowe składają się z rur
prostych (ew. systemowych – przeznaczonych do szybkiego czyszczenia) poziomych
lub pionowych, łuków rurowych (o promieniu gięcia ok. 10 D) lub łuków specjal-
22 rynek CHEMICZNY
1
Surowce transportuje się bezpośrednio do
zbiorników (silosów) lub poprzez kołpaki
rozładowcze, czy filtrocyklony. Rysunek 10
przedstawia zasadę działania filtrocyklonu.
Surowiec wraz z powietrzem wpada do części cyklonowej urządzenia, a następnie po
zawirowaniu zostaje odzielony od powietrza. Surowiec opada w dół do zbiornika,
a powietrze poprzez filtr uchodzi na
zewnątrz.
Transport pneumatyczny można wykorzystać do przesyłu każdego surowca sypkiego (produktu lub mieszanki). Pytanie,
na które trzeba sobie odpowiedzieć, to:
czy jest to opłacalne ekonomicznie
w zakresie wydajności, odległości i właściwości surowca.
Andrzej Żelazo
PROORGANIKA S.A.
Rys. 9. Bezpośredni transport do reaktora
chemicznego
2
Rys. 10. Zasada działania filtrocyklonu
3
Rys. 8. 1) Układ ziaren pigmentu przed transportem pneumatycznym. 2) Wygląd pigmentu po
standardowym transporcie pneumatycznym.
3) Wygląd pigmentu po transporcie prowadzonym
z minimalną prędkością
nych (niewycierających się), rozdzielaczy
dwudrogowych oraz połączeń (np. kołnierzy, złączek rurowych, obejm żłobkowych).
Rozdzielacze dwudrogowe służą do rozdzielania (ew. łączenia) transportowanego surowca do kilku punktów odbioru (np
zbiorników odbiorowych na produkcji).
W większości przypadków wszystkie połączenia należy zmostkować elektrycznie,
aby umożliwić odprowadzenie ładunków
www.rynekchemiczny.com.pl